TW201907124A - 蓄熱式燃燒設備 - Google Patents

Abstract

本發明係在設有蓄熱式燃燒器20之蓄熱式燃燒設備中，在蓄熱部22中被加熱而導引之燃燒用空氣係一邊沿著成為筒狀之燃燒用空氣供給路徑23的內周進行迴旋，一邊從供氣排氣口23b對爐10內進行供給，並且燃料係從第一燃料供給噴嘴31經由於供氣排氣口附近的爐壁11所設置之第一燃料供給口31a對爐內進行供給，且使進行迴旋之燃燒用空氣與燃料混合，並使燃料在爐內燃燒。

Description

蓄熱式燃燒設備

本發明係關於一種設有蓄熱式燃燒器之蓄熱式燃燒設備，而該蓄熱式燃燒器係使藉由收容於蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣、與從燃料供給噴嘴所供給之燃料予以混合，並使燃料在爐內燃燒。特別是具有下點特徵：使藉由收容於蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣、與從燃料供給噴嘴所供給之燃料予以混合，並使燃料在爐內燃燒時，可簡單地進行燃燒時之火焰長度之縮短、或使燃燒時產生之NOx的產生量之降低。

以往，在加熱爐等中，為利用燃燒廢氣之熱來進行效率較佳的燃燒，如專利文獻1等所示，使用設有蓄熱式燃燒器之蓄熱式燃燒設備，該蓄熱式燃燒器係在爐內經燃燒之燃燒廢氣之熱被蓄熱至收容在蓄熱部的蓄熱材後，燃燒用空氣係導引至該蓄熱部，且該燃燒用空氣係藉由蓄熱至蓄熱部中之蓄熱材之熱來加熱，如此被加熱之燃燒用空氣與從燃料供給噴嘴所供給之燃料混合，並使燃料 在爐內燃燒。

惟會有下列的問題：如前述蓄熱式燃燒器之情形，由於使被加熱之燃燒用空氣與燃料混合並使之燃燒，而燃燒時之火焰的溫度會變高而NOx之產生量變多，或還有以往之蓄熱式燃燒器之情形，一般而言火焰之擴展較小而火焰變長，使火焰接觸到爐內之被處理物，而對被處理物造成損傷，再者，為使火焰不接觸到被處理物，必須增大爐子，而有設備成本或營運成本等之各種成本增高之問題。

又，在以往，為縮短如前述之蓄熱式燃燒器中之燃燒時的火焰，如專利文獻2所示，已提出在燃料供給噴嘴之前端部設置具有通氣性之多孔質物質，在燃料供給噴嘴之前端部構成焰孔部以及構成燃料噴出部，藉由蓄熱部中之蓄熱材所加熱之燃燒用空氣係在如前述設置多孔質物質之焰孔部中，與從燃料噴出部所噴出之燃料混合來使之燃燒，可縮短燃燒時之火焰長度。

但，如專利文獻2所示，在設置有多孔質物質之焰孔部，為使從燃料噴出部所噴出之燃料與被加熱之燃燒用空氣予以混合而燃燒，燃燒用空氣係經由設置有前述多孔質物質之焰孔部來送出，必須為較大之送風機等，而有提高設備成本或營運成本之問題。

又，自以往，如專利文獻3所示，提出：在對爐內供給藉由蓄熱部中之蓄熱材所加熱之燃燒用空氣的部分設有呈圓筒形之圓筒部，並在該圓筒部中使前述被加熱 之燃燒用空氣迴旋，並且對該圓筒部從氣體噴嘴供給燃料氣體，而使如前述被加熱並迴旋之燃燒用空氣及燃料氣體予以混合並使其燃燒，並且經由設於爐壁之擴徑部導引至爐內，燃燒之火焰的直徑逐漸增大，來縮短燃燒時之火焰長度，並且降低NOx之產生量。

但，如專利文獻3所示，在對爐內供給燃燒用空氣的圓筒部中使被加熱之燃燒用空氣進行迴旋，並且對該圓筒部從氣體噴嘴供給燃料氣體，而使如前述被迴旋之經加熱的燃燒用空氣及燃料氣體予以混合並燃燒，並且經由設於爐壁之擴徑部使之燃燒的火焰直徑逐漸地增大的情形，燃燒時之火焰的溫度仍會變高，無法充分降低NOx之產生量，而且當燃燒量提高時，燃燒用空氣或燃料氣體之供給量增多，則NOx之產生量會更增加，並且無法沿著設於爐壁之擴徑部來使火焰之直徑充分擴大，還有難以縮短燃燒時之火焰長度之問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開平9-222223號公報

專利文獻2：日本特開2000-199611號公報

專利文獻3：日本特開2013-2706號公報

本發明之課題在於：解決設有蓄熱式燃燒器 之蓄熱式燃燒設備中之如前述的各種問題，而該蓄熱式燃燒器係使藉由收容於蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣、及從燃料供給噴嘴所供給之燃料予以混合，並使燃料在爐內燃燒者。

亦即，在本發明中，課題在於：使藉由收容於蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣、及從燃料供給噴嘴所供給之燃料予以混合，並使燃料在爐內燃燒時，可簡單地進行燃燒時之火焰長度之縮短、或使燃燒時產生之NOx的產生量之降低。

在本發明之蓄熱式燃燒設備中為解決如前述之課題，係在設有：使藉由收容在蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣、與從燃料供給噴嘴所供給之燃料予以混合，並使燃料在爐內燃燒之蓄熱式燃燒器的蓄熱式燃燒設備中組構成：從前述蓄熱部導引至成為筒狀之燃燒用空氣供給路徑的燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑之內周進行迴旋，一邊經由前述燃燒用空氣供給路徑從供氣排氣口對爐內進行供給，並且，燃料係從第一燃料供給噴嘴經由於前述供氣排氣口附近的爐壁所設置之第一燃料供給口來對爐內進行供給，且使前述燃燒用空氣及燃料混合，並使燃料在爐內燃燒。

再者，如本發明之蓄熱式燃燒設備，從蓄熱 部導引至成為筒狀之燃燒用空氣供給路徑之燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑之內周進行迴旋，一邊從供氣排氣口對爐內進行供給，並且，燃料係從第一燃料供給噴嘴經由於前述供氣排氣口附近的爐壁所設置之第一燃料供給口來對爐內進行供給，並使燃料在爐內燃燒時，爐內中之燃燒排放氣體係藉由產生於如前述在供氣排氣口一邊進行迴旋而一邊供給至爐內之燃燒用空氣的迴旋流之中央部的負壓而捕獲並進行燃燒，燃燒時之NOx的產生量會降低，並且從於供氣排氣口附近的爐壁所設置之第一燃料供給口供給至爐內之燃料，會以較廣泛的範圍與在供氣排氣口一邊進行迴旋一邊供給至爐內之燃燒用空氣混合並加以燃燒，燃燒時之火焰會擴展，並且火焰長度會縮短。

在此，在前述蓄熱式燃燒設備中，可在前述燃燒用空氣供給路徑之兩側配置前述第一燃料供給噴嘴，並且從前述各第一燃料供給噴嘴對爐內供給燃料之前述第一燃料供給口係設於前述供氣排氣口附近的爐壁之兩側。如此方式，在供氣排氣口一邊進行迴旋一邊供給至爐內之燃燒用空氣、及從於供氣排氣口附近的爐壁之兩側所設置的第一燃料供給口供給至爐內之燃料，可在供氣排氣口之兩側均勻地被混合並燃燒、且燃燒時之火焰的擴展更加均勻地擴大。

又，在前述蓄熱式燃燒設備中，可在前述供氣排氣口附近的燃燒用空氣供給路徑設有供給燃料之第二燃料供給噴嘴、及第二燃料供給口。依如此方式，在燃燒 用空氣供給路徑中對於被迴旋之燃燒用空氣從第二燃料供給口供給燃料，在該燃料與被迴旋之燃燒用空氣混合的狀態下，先開始燃燒而導引至爐內，相較於燃料從前述第一燃料供給噴嘴經由第一燃料供給口來對爐內進行供給之情形，火焰之長度變得更短，而且，燃料在燃燒用空氣路徑內確實地與燃燒用空氣混合，故亦可防止爐內之溫度較低時之火焰喪失。並且，與如前述燃料從第一燃料供給噴嘴經由第一燃料供給口來對爐內進行供給之情形加以適當地組合，可使爐內之溫度較低時的燃燒性提高、或使燃燒時之NOx的產生量降低、或簡單地進行燃燒時之火焰的擴展及火焰之長度調整。

又，在前述蓄熱式燃燒設備中，可於前述第一燃料供給噴嘴中之使燃料噴出的前端之噴出部設為多孔狀。並且，如此在第一燃料供給噴嘴中使燃料噴出之噴出部設為多孔狀時，藉由第一燃料供給噴嘴供給至爐內之燃料係從成為該多孔狀之噴出部被分散並加以噴射，可使燃燒時之火焰擴展更加擴大，並縮短火焰之長度。

又，在前述之蓄熱式燃燒設備中，當燃燒用空氣一邊沿著前述燃燒用空氣供給路徑之內周進行迴旋，一邊經由前述燃燒用空氣供給路徑而從供氣排氣口對爐內進行供給時，前述供氣排氣口能夠以朝向爐內擴展之方式形成。並且，如此，供氣排氣口係以朝向爐內而擴展之方式形成時，一邊沿著燃燒用空氣供給路徑之內周進行迴旋，一邊導引至供氣排氣口之燃燒用空氣，會在前述經擴展的 供氣排氣口以更擴展之狀態一邊進行迴旋，一邊供給至爐內並與燃料混合，可使燃燒時之火焰更加大幅地擴展、並縮短火焰之長度。

在本發明中之蓄熱式燃燒設備中，如前藉由收容於蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑之內周進行迴旋，一邊從供氣排氣口對爐內進行供給，並且燃料係從第一燃料供給噴嘴經由於前述供氣排氣口附近的爐壁所設置之第一燃料供給口而供給至爐內，並使燃料在爐內燃燒，故爐內之燃燒排放氣體會被如前述在供氣排氣口一邊進行迴旋而一邊供給至爐內之燃燒用空氣之迴旋流的中央部補獲並進行燃燒，並且從於供氣排氣口附近的第一燃料供給口供給至爐內之燃料，會以較廣泛的範圍與在供氣排氣口一邊進行迴旋而一邊供給至爐內之燃燒用空氣混合並加以燃燒。

結果，在本發明中之蓄熱式燃燒設備中，係使藉由收容至蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣、及從燃料供給噴嘴所供給之燃料予以混合，並使燃料在爐內燃燒時，可簡單地進行燃燒時之火焰長度的縮短、或燃燒時產生之NOx的產生量的降低。

10‧‧‧爐

11‧‧‧爐壁

20‧‧‧蓄熱式燃燒器

21‧‧‧供氣排氣導引管

22‧‧‧蓄熱部

22a‧‧‧蓄熱材

23‧‧‧燃燒用空氣供給路徑

23a‧‧‧導引部

23b‧‧‧供氣排氣口

31‧‧‧第一燃料供給噴嘴

31a‧‧‧第一燃料供給口

31b‧‧‧噴出部

32‧‧‧第二燃料供給噴嘴

32a‧‧‧第二燃料供給口

第1圖係顯示在爐內設有本發明之一實施形態的蓄熱式燃燒設備，並從爐壁之外側觀看之狀態，且顯示使燃燒用空氣沿著燃燒用空氣供給路徑之內周迴旋的情形之部分概略說明圖。

第2圖係顯示在爐內設有前述實施形態之蓄熱式燃燒設備，並觀看爐之內部側的狀態之部分概略說明圖。

第3圖係顯示在前述之實施形態的蓄熱式燃燒設備中，藉由收容在蓄熱部之蓄熱材所加熱的燃燒用空氣係導引至成為筒狀之燃燒用空氣供給路徑，且前述燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑之內周而迴旋，一邊經由燃燒用空氣供給路徑從供氣排氣口對爐內進行供給，並且，燃料係從兩個第一燃料供給噴嘴並經由於供氣排氣口附近的爐壁之兩側所設置的第一燃料供給口對爐內進行供給，並使燃料在爐內燃燒之狀態之部分剖面(第1圖中之A-A線段)說明圖。

第4圖顯示在前述實施形態之蓄熱式燃燒設備中，藉由收容在蓄熱部之蓄熱材所加熱的燃燒用空氣係導引至成為筒狀之燃燒用空氣供給路徑，且前述燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑之內周進行迴旋，一邊經由燃燒用空氣供給路徑從第二燃料供給噴嘴供給燃料，且在燃料與被迴旋之燃燒用空氣混合的狀態下導引至爐內並使之燃燒之狀態的部分剖面說明圖。

第5圖顯示前述實施形態之蓄熱式燃燒設備的第一變更例，且顯示在兩個第一燃料供給噴嘴之前端部設有使燃 料噴出之多孔狀的噴出部，且燃料係在從各第一燃料供給噴嘴中之噴出部經由第一燃料供給口而被分散之狀態下對爐內進行供給，並使燃料在爐內燃燒之狀態的部分剖面說明圖。

第6圖顯示前述實施形態之蓄熱式燃燒設備之第二變更例，且顯示在兩個第一燃料供給噴嘴之前端部設有使燃料噴出之多孔狀的噴出部，並且在燃燒用空氣供給路徑中以朝向爐內擴展之方式形成在迴旋的狀態下對爐內供給燃燒用空氣用的供氣排氣口，且在從各第一燃料供給噴嘴之噴出部經由第一燃料供給口而被分散之狀態下被供給至爐內所之燃料係與從形成為朝向爐內擴展之供氣排氣口所供給之燃燒用空氣混合，並在爐內使之燃燒之狀態的部分剖面說明圖。

以下，依據添附圖式具體說明本發明之實施形態的蓄熱式燃燒設備。又，有關本發明之蓄熱式燃燒設備不限定於下述之實施形態所示者，在不變更發明之要旨的範圍中，為可適當變更而實施者。

在該實施形態中之蓄熱式燃燒設備中，如第1圖等所示，在爐10設置蓄熱式燃燒器20時，燃燒用空氣係從供氣排氣導引管21導引至收容有蓄熱材22a之蓄熱部22，藉由該蓄熱部22中之蓄熱材22a所蓄熱之熱對燃燒用空氣加熱。

並且，如此在蓄熱部22中被加熱之燃燒用空 氣係經由導引部23a並以沿著成為筒狀之燃燒用空氣供給路徑23之內周的方式進行導引，且該燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑23之內周使進行迴旋，一邊經由燃燒用空氣供給路徑23而從供氣排氣口23b供給至爐10內。

又，在該實施形態中之蓄熱式燃燒設備中，如第3圖等所示，在前述燃燒用空氣供給路徑23的兩側分別設有第一燃料供給噴嘴31，從各第一燃料供給噴嘴31經由於前述供氣排氣口23b附近之兩側之設於爐壁11的各第一燃料供給口31a來對爐10內進行供給。

又，在該實施形態中之蓄熱式燃燒設備中，如第4圖等所示，在前述供氣排氣口23b附近之燃燒用空氣供給路徑23設有供給燃料之第二燃料供給噴嘴32及第二燃料供給口32a，且對從該第二燃料供給口32a沿著燃燒用空氣供給路徑23之內周進行迴旋之燃燒用空氣供給燃料，如此地有供給燃料並迴旋的燃燒用空氣係經由前述供氣排氣口23b而對爐10內進行供給。

如第3圖所示，該實施形態中之蓄熱式燃燒設備中，燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑23之內周進行迴旋，一邊從前述供氣排氣口23b供給至爐10內，並且，燃料係從各第一燃料供給噴嘴31經由於前述供氣排氣口23b附近之兩側的爐壁11所設置之各第一燃料供給口31a供給至爐10內，並使之燃燒。

如此一來，爐10內之燃燒排放氣體係藉由產 生於如前述在供氣排氣口23b一邊進行迴旋而一邊供給至爐10內之燃燒用空氣的迴旋流之中央部的負壓而捕獲並進行燃燒，燃燒時之NOx的產生量會降低，並且從於供氣排氣口23b附近之爐壁11的兩側所設置之各第一燃料供給口31a供給至爐10內之燃料，會以較廣泛的範圍與在供氣排氣口23b一邊進行迴旋一邊供給至爐10內之燃燒用空氣混合並加以燃燒，燃燒時之火焰會擴展，並且火焰長度變短。

又，如第4圖所示，在該實施形態中之蓄熱式燃燒設備中，對於從前述第二燃料供給噴嘴32沿著燃燒用空氣供給路徑23之內周而迴旋之燃燒用空氣，在前述供氣排氣口23b附近供給燃料，如此，當有供給燃料並進行迴旋之燃燒用空氣係經由前述供氣排氣口23b導引至爐10內並使燃料燃燒時，燃料係從前述各第一燃料供給噴嘴31經由於供氣排氣口23b附近之兩側的爐壁11所設置之各第一燃料供給口31a來對爐10內進行供給，相較於使燃料在爐10內燃燒之情形，火焰長度可更縮短，並且爐內之溫度較低時的燃燒性升高亦避免喪失火焰。

並且，設為切換如前述：燃料從各第一燃料供給噴嘴31經由於供氣排氣口23b附近之兩側的爐壁11所設置之各第一燃料供給口31a來對爐10內進行供給，並使燃料在爐10內燃燒之操作；以及，對於沿著前述燃燒用空氣供給路徑23之內周進行迴旋之燃燒用空氣，從前述第二燃料供給噴嘴32在供氣排氣口23b附近供給燃料，而如 此有供給燃料並進行迴旋之燃燒用空氣係經由前述供氣排氣口23b而導引至爐10內並使燃料燃燒之操作；或者，將以適當的比例來組合該等操作，藉由圖中未加以顯示之流量調整閥來調整流量，藉此簡單地進行下述的調整：使低爐10內之燃燒時的NOx之產生量降低、或燃燒時之爐10內的火焰之擴展的調整，以縮短火焰長度。

在此，前述實施形態中之蓄熱式燃燒設備中，燃料係從各第一燃料供給噴嘴31之前端部並直接經由第一燃料供給口31a而供給至爐10內，惟如第5圖所示，可在各第一燃料供給噴嘴31之前端部設有呈多孔狀之噴出部31b，而燃料係從成為該多孔狀之噴出部31b供給至爐10內。如此方式，燃料係從成為該多孔狀之噴出部31b被分散並經由第一燃料供給口31a加以噴射，可更擴大燃燒時之爐10內的火焰的擴展，並縮短火焰之長度。

又，在前述實施形態中之蓄熱式燃燒設備中，如第6圖所示，當燃燒用空氣一邊沿著前述燃燒用空氣供給路徑23之內周進行迴旋，一邊經由該燃燒用空氣供給路徑23從前述供氣排氣口23b對爐10內供給燃燒用空氣時，前述供氣排氣口23b能夠以如圖中R般朝爐10內擴展的方式加以形成。

如此方式，一邊沿著燃燒用空氣供給路徑23之內周進行迴旋而一邊導引至供氣排氣口23b之燃燒用空氣，會在朝向爐10內擴展所形成之供氣排氣口23b以更擴展之狀態一邊進行迴旋，一邊被供給至爐10內並與燃料混 合，可使燃燒時之火焰更加大幅地擴展、並縮短火焰之長度。

又，在前述實施形態中之蓄熱式燃燒設備，在燃燒用空氣供給路徑23之兩側分別設有第一燃料供給噴嘴31，且從各第一燃料供給噴嘴31經由於前述供氣排氣口23b附近的兩側之爐壁11所設置之各第一燃料供給口31a來對爐10內進行供給，惟第一燃料供給噴嘴31、第一燃料供給口31a之設置的數量係無特別限定，亦可設置更多之第一燃料供給噴嘴31、第一燃料供給口31a，或僅在燃燒用空氣供給路徑23或供氣排氣口23b之單側設有第一燃料供給噴嘴31或第一燃料供給口31a。

又，在前述實施形態中之蓄熱式燃燒設備，燃燒用空氣供給路徑23之兩側的各第一燃料供給噴嘴31係各自朝向前述之供氣排氣口23b之方式傾斜而設置，惟只要如前述使由供氣排氣口23b所迴旋並供給至爐10內之燃燒用空氣、與從第一燃料供給噴嘴31所供給之燃料予以適當混合，亦可使第一燃料供給噴嘴31與燃燒用空氣供給路徑23平行地設置。

又，在本實施形態中，燃燒用空氣係從供氣排氣口23b供給並以火焰使之燃燒之狀態進行說明，惟在蓄熱式燃燒設備，當然在一定之時間間隔對供氣排氣導引管21之流路進行切換而從供氣排氣口23b排氣，以對蓄熱材22a進行排氣之熱的蓄熱。

Claims (5)

1. 一種蓄熱式燃燒設備，係設有蓄熱式燃燒器，該蓄熱式燃燒器係使藉由收容在蓄熱部之蓄熱材所加熱並經由燃燒用空氣供給路徑而導引至爐內之燃燒用空氣、與從燃料供給噴嘴所供給之燃料予以混合，並使燃料在爐內燃燒者，該蓄熱式燃燒設備係組構成：從前述蓄熱部導引至成為筒狀之燃燒用空氣供給路徑的燃燒用空氣係一邊沿著燃燒用空氣供給路徑之內周而進行迴旋，一邊經由前述之燃燒用空氣供給路徑從供氣排氣口對爐內進行供給，並且，燃料係從第一燃料供給噴嘴經由於前述供氣排氣口附近的爐壁所設置之第一燃料供給口來對爐內進行供給，且使前述燃燒用空氣及燃料混合，並使燃料在爐內燃燒。
2. 如申請專利範圍第1項所述之蓄熱式燃燒設備，其中，在前述之燃燒用空氣供給路徑之兩側配置前述第一燃料供給噴嘴，並且從前述各第一燃料供給噴嘴對爐內供給燃料之前述第一燃料供給口係設於前述供氣排氣口附近的爐壁之兩側。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之蓄熱式燃燒設備，其中，在前述供氣排氣口附近的燃燒用空氣供給路徑設有供給燃料之第二燃料供給噴嘴及第二燃料供給口。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之蓄熱式燃燒設備，其中，在前述第一燃料供給噴嘴之前端部設有多孔狀之噴出部，且燃料係從該噴出部被分散而對爐內進行供給。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之蓄熱式燃燒設備，其中，當一邊沿著前述燃燒用空氣供給路徑之內周進行迴旋，一邊經由前述燃燒用空氣供給路徑從供氣排氣口對爐內進行供給時，前述供氣排氣口係以朝向爐內擴展之方式形成。